V profilige strávil celkovo osemnásť sezón vo farbách San Jose Sharks a Dallas Stars. V zbierke úspechov mu však chýba Stanleyho pohár.
"Myslím si, že som pripravený odísť. Nemám v pláne ďalej hrať. Nechcem hneď použiť to slovo na "r" (retirement - odchod do dôchodku, pozn.), lebo ešte nie je nič vytesané do kameňa, ale taký je môj plán. Potreboval som po sezóne nejaký čas, aby som si to premyslel. Už vtedy som bol s touto predstavou spokojný a nechcel som, aby niektorí ľudia dlho čakali na moje rozhodnutie," citovala Pavelského stránka nhl.com.
Vo svojej poslednej sezóne nazbieral 67 bodov (27+40) v 82 zápasoch základnej časti. S tímom Stars podľahol Edmontonu vo finále Západnej konferencie. V 19 dueloch play off mal bilanciu 1+3. Už po sezóne naznačil, že nemá v pláne pokračovať v kariére, no na definitívu potreboval čas.
San Jose draftovalo Pavelského v roku 2003 až v 7. kole z 205. miesta. V základnej časti NHL odohral celkovo 1332 zápasov, v ktorých nazbieral 1068 kanadských bodov (476+592). Jeho kariéra sa až do leta 2019 odvíjala v organizácii Sharks, keď ako voľný hráč podpísal zmluvu s Dallasom. V drese oboch tímov si zahral finále NHL, no v oboch prípadoch neúspešne.
Medzi hráčmi narodenými v USA je Pavelski na piatom mieste v počte bodov a gólov, na siedmom mieste v odohratých zápasoch a na 11. mieste v počte asistencií. USA reprezentoval na MS 2009 a dvakrát na ZOH - v roku 2010 pomohol USA k zisku striebra, keď jeho tím podľahol Kanade v predĺžení a aj v roku 2014. Na Svetovom pohári 2016 bol kapitán amerického tímu.